عنوان :
شبيه‌سازي، بهينه‌سازي و ارزيابي اقتصادي يكپارچه‌سازي واحدهاي توليد آلكيل‌بنزن خطي سولفونه، سولفوريك اسيد و گوگرد دي‌اكسيد مايع با واحد بازيابي گوگرد
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي فرايند
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 94ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محسن محمدي، محمد ديناري
استاد مشاور :
ابوالفضل غريبي
توصيفگر ها :
گوگرد مازاد , شبيه‌سازي , ارزيابي اقتصادي , يكپارچه‌سازي , آلكيل‌بنزن سولفونه , سولفوريك اسيد , بازيابي گوگرد , گوگرد دي‌اكسيد مايع خالص
استاد داور :
ارجمند مهرباني، محمد هادي جزيني
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/12/21
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/12/22
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، فرايند توليد سه ماده سولفوريك اسيد، آلكيل‌بنزن خطي سولفونه و گوگرد دي‌اكسيد مايع خالص به عنوان محصول‌هاي گوگرد پايه مورد بررسي قرار گرفته است. اشتراك سه محصول انتخاب‌شده، وجود SO3 به عنوان يك عامل گوگرددار، در فرايند توليد هر سه است. ضمن انجام شبيه‌سازي و بهينه‌سازي شرايط عملياتي هر كدام از واحدهاي توليد سولفوريك اسيد، آلكيل‌بنزن خطي سولفونه، گوگرد دي‌اكسيد مايع خالص، براي اثبات صحت مدل به‌دست آمده، نتايج شبيه‌سازي با داده‌هاي واحدهاي صنعتي مقايسه شده است. همچنين آرايش هاي احتمالي براي يكپارچه‌سازي واحدهاي نامبرده، بررسي شده و براي تعيين ظرفيت مناسب و نحوه تقسيم خوراك هر واحد در يكپارچه‌سازي، مطالعه بازار و برآورد اقتصادي در سطح ايران وجهان صورت گرفته است. بهترين نوع آرايش يكپارچه‌سازي واحدهاي نامبرده، آرايشي است كه بخشي از گاز اسيدي به واحد بازيابي گوگرد و بخش ديگري از آن به واحد توليد اسيد سولفوريك هدايت مي‌شود. در واحد بازيابي گوگرد، گوگرد مايع توليد شده و جرياني از اين گوگرد به واحد توليد SO2 خالص مايع هدايت مي‌شود تا با SO3 خالص حاصل از جوشاندن اولئوم واكنش دهد و جريان ديگري از گوگرد مايع به واحد سولفوناسيون ارسال مي‌شود تا ضمن سوزاندن آن، SO3 مورد نياز سولفوناسيون تأمين شود. واحد توليد سولفوريك اسيد به روش تر (WSA) فعاليت نموده و در آن اولئوم و سولفوريك اسيد توليد مي‌شود. در نهايت بخشي از دو محصول اولئوم و سولفوريك اسيد واحد WSA، به واحد توليد گوگرد دي‌اكسيد خالص مايع ارسال شده تا فرايند توليد آن را تكميل نمايند. بالاترين نرخ بازيابي گوگرد در واحد WSA اتفاق مي‌افتد و نرخ آن در شبيه‌سازي برابر با 98/5 درصد به‌دست آمده است. در ايران، تنها احداث واحد سولفوناسيون آلكيل بنزن خطي در كنار واحد بازيابي گوگرد، داراي بازار و شاخص‌هاي اقتصادي مناسب است. نرخ بازگشت داخلي واحد آلكيل‌بنزن سولفونه با ظرفيت 6 تن بر ساعت حدود 40 درصد و دوره بازگشت سرمايه آن 5/8 سال است. بر اساس قيمت‌ها و بازار جهاني، هر سه واحد سولفوناسيون، سولفوريك اسيد و گوگرد دي‌اكسيد خالص داراي بازار و صرفه اقتصادي مناسبي براي يكپارچه‌سازي در كنار واحد بازيابي گوگرد هستند. واحد سولفوناسيون آلكيل‌بنزن خطي با ظرفيت 6 تن بر ساعت داراي نرخ بازگشت داخلي 44/7 درصد، واحد توليد سولفوريك اسيد با ظرفيت 5/73 تن بر ساعت داراي نرخ بازگشت داخلي 27 درصد و واحد توليد گوگرد دي‌اكسيد خالص با ظرفيت 0/9 تن بر ساعت داراي نرخ بازگشت داخلي 20/5 درصد است.
چكيده انگليسي :
In this research, the production process of three sulfuric acids, linear alkylbenzene sulfonic acid and pure liquid sulfur dioxide as sulfur-containing products has been investigated. The common denominator of the three selected products is the presence of SO3 as a sulfurizing agent in the production process of all three. While simulating and optimizing the operating conditions of each of the production units of sulfuric acid, alkyl-benzene sulfone, pure sulfur dioxide, to prove the accuracy of the obtained model, the simulation results are compared with the data of industrial units. Also, the possible arrangements for the integration of the mentioned units have been studied and to determine the appropriate capacity and distribution of feed for each unit in the integration, market study, and economic estimation in Iran and the world have been done. Based on the simulations and studies, the best type of integration arrangement of these units is the arrangement in which part of the acid gas is directed to the sulfur recovery unit and the other part to the sulfuric acid production unit. In the sulfur recovery unit, liquid sulfur is produced and a stream of this sulfur is directed to the pure SO2 production unit to react with the pure SO3 from the oleum boiling, and another stream of liquid sulfur is sent to the sulfonation unit to burn and provides the SO3 required for sulfonation. A wet sulfuric acid production unit (WSA) operates in which oleum and sulfuric acid are produced. A part of the two products of oleum and sulfuric acid of the WSA unit was sent to the production unit of pure liquid sulfur dioxide to complete their production process. The highest sulfur recovery rate occurs in the WSA unit and its rate in the simulation was 98.5%. In Iran, the construction of a linear alkylbenzene sulfonation unit with a capacity of 6 tons per hour linear alkylbenzene sulfonic acid, along with a sulfur recovery unit, has suitable market and economic indicators. The internal rate of return of the alkylbenzene sulfone unit in Iran is about 40% and the payback period is about 5.8 years. Based on prices and the world market, all three units of sulfonation, sulfuric acid, and pure sulfur dioxide have a good market and economic efficiency for integration with the sulfur recovery unit. Sulfonation unit with a capacity of 6 tons per hour has an internal rate of return of 44.7%, a unit of sulfuric acid production with a capacity of 5.73 tons per hour with an internal rate of return of 27%, and a unit of pure sulfur dioxide with a capacity of 0.9 tons per hour has an internal return rate of 20.5%.
استاد راهنما :
محسن محمدي، محمد ديناري
استاد مشاور :
ابوالفضل غريبي
استاد داور :
ارجمند مهرباني، محمد هادي جزيني
